二尖瓣修复术后二尖瓣环形态的三维超声研究
作者：张 鹏 沈学东 王敏生 潘翠珍 潘文明 王春生 陈灏珠
单位：200032 上海医科大学中山医院，上海市心血管病研究所
关键词：经食管超声心动图；人工二尖瓣环成形术；体元模型三维超声重建；二尖瓣环
中国超声医学杂志9900704 摘 要 目的：评价我院自行研制的新型软质人工二 尖瓣成形环的临床应用效果，为软质人工二尖瓣环的推广应用提供理论依据。方法：应用体元模型经食管动态三维超声重建技术研究了13例接受软质二尖 瓣环成形术和9例硬质二尖瓣环成形术者，术后即刻二尖瓣瓣环形态和口径的变化。结果：应用硬质环行二尖瓣修复术后，从左心房向左心室方向观察，二尖瓣 环形态被强制成与硬质环相似的“D”形，且二尖瓣环口径固定，在舒张末期和收缩末期二 尖瓣环前后径分别为1.80±0.15cm和1.77±0.13cm(P>0.05)，二尖瓣环面积和周 长均无显著性变化(P>0.05)；而应用软质环后，二尖瓣环仍呈椭圆形，在舒张末期和 收缩末期二尖瓣前后径分别为2.09±0.19cm和1.85±0.13cm(P<0.01)，且其面积 和周长均发生符合生理状态的周期性显著变化(P<0.01)。结论：应用软质二尖瓣成形环可维持人体二尖瓣环生理性的形态和功能。
, http://www.100md.com
A Study on the Shape of Mitral Annulus after Mitral Annuloplasty
by Three-dimensional Echocardiographic Reconstruction
Zhang Peng,Shen Xuedong,Wang Minsheng,et al
Shanghai Institute of Cardiovascular Diseases,Zhongshan Hospital of
Shanghai Me dical University,Shanghai 200032
ABSTRACT Objective:In order to offer a theoretic bas is to the extending clinical application of prosthetic flexible ring,we used thr ee-dimensional transesophageal echocardiography to assess the function in vivo of mitral valve annuloplasty rings.Methods：Twenty-Two patients with mitral annuloplasty wer e studied by transesophageal three-dimensional echocardiography,including 14 pat ients with prosthetic flexible rings and 9 patients with rigid rings.Results:In patients with rigid rings,the mitral annuli were fo rced to "D-like"shape as the same as the shape of the prosthetic ring.There is no significant changes in anterior-posterior dimension and the orifice area of mitral annulus(P>0.05)；while in patients with flexible rings,the mitral a nnuli maintain the oval shape,and the anterior-posterior dimension and the orif i ce area of mitral annulus change significantly with the heart cycle(P<0.01 )，identical with the normal.Conclusion:Prosthetic flexible ring allows systolic-diastolic variation of both the shape and area of valve orifice,mimicking the normal dyna mics of the mitral annulus.
, 百拇医药
KEY WORDS Transesophageal echocardiography Prosthetic mitral ring Three-dimensional echocardiographic reconstruction Mitral annulus
二尖瓣脱垂伴关闭不全最主要的治疗方法是二尖瓣替换术和二尖瓣修复术，后者由于保 留了自身瓣膜及瓣下结构，因而对心脏功能的维持和恢复优于二尖瓣替换术〔1，2〕 ，而且术后无需终生抗凝，避免了抗凝并发症的发生。应用人工二尖瓣成形环行二尖瓣环 成形术是二尖瓣修复术的主要组成部分。传统应用的人工二尖瓣成形环多是硬质环，基于对 人体二尖瓣形态的研究，我院自行研制应用了一种新型软质人工二尖瓣成形环〔3〕 。我们应用动态三维超声成像技术研究了二尖瓣修复术后即刻两种人工瓣环对人体二尖瓣环生理形态的影响，为新型软质人工二尖瓣成 形环的临床推广应用提供理论依据。
资料与方法
, 百拇医药
1、研究对象
1995年5月至1998年12月因二尖瓣关闭不全行二尖瓣修复术的23例患者，男性17例，女性6 例，年龄15～64(平均37.4±13.9)岁。根据植入人工二尖瓣成形环的类型不同随机分为二 组，甲组为软质人工二尖瓣环组，共14例，术前彩色血流显像示重度二尖瓣返流13例，中度 返流1例，软质人工二尖瓣成形环是本院自行应用医用涤纶材料制成的不同口径的闭合形环( 图1左)，质地柔软；乙组应用国产G-K硬质人工瓣环(图1右)，共9例，术前彩色血流显像示 重度二尖瓣返流7例，中度返流2例。
图1 人工二尖瓣成形环。左图为我院自制的软质人工二尖瓣环外形，右图为G-K硬 质人工二尖瓣环外形
2、手术方法
所有手术均在经食管超声监测下进行，采用美国HP Sonos 2500型多功能心脏 超声诊断仪和5MHz多平面经食管探头。手术时，先进行二尖瓣叶和/或瓣下结构修复，包括 楔型切除脱垂部分瓣叶或断裂的腱索及其所辖瓣叶部分，然后对位缝合瓣叶切缘，用测瓣器 测量二尖瓣口大小，按照瓣环扩大造成瓣叶面积相对不足的实际情况，选取适当尺码的人工 二尖瓣环，将其与人体二尖瓣环对应缝合固定。心脏复跳后应用经食管超声及时检测修复效 果，至无或仅轻度以下返流为止。应用二种成形环的手术方法基本一致。
, 百拇医药
3、三维重建
应用德国TOMTEC公司的Echo-ScanTm计算机工作站进行三维重建。术后即刻先进行经 食管二维超声检查，以手动方式将换能器从0～180度旋转，观察需要重建的二尖瓣结构是否 包括在图像采集范围内，然后进行采样，设置呼气末期采集的每帧图像R-R间期之差不超过 80ms，每帧图像间步进角度为1.8度。所有被采集的图像均以数字化形式储存在计算机中， 经处理以与心电图同步的动态三维形式显示在荧光屏上，通过调节心脏在α、β、和平行 方向上的位置，建立从左心房向左心室方向观测的最佳视角，使二尖瓣环完整地显示出来。 重点观测以下项目。
(1).人工二尖瓣环显像效果及其形态：
(2).心脏舒张末期(二尖瓣叶刚关闭前一帧图像)和收缩末期(二尖瓣叶刚开放前一帧图像) 二尖瓣环横径(二尖瓣二交界间距离)和前后径；
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(3).心脏舒张末期和收缩末期二尖瓣环周长；
(4).心脏舒张末期和收缩末期二尖瓣环内面积。
结 果
所有病例二尖瓣环均显像清晰、可辨。甲组应用软质二尖瓣成形环者从左心房向左心室观察 二尖瓣环仍为椭圆形(图2左)，各参数的变化如表1所示：在舒张末期和收缩末期，二尖瓣环 横径分别为2.45±0.34cm和2.41±0.28cm(P>0.05)，而二尖瓣环前后径分别为2 .09±0.19cm和1.85±0.13cm(P<0.01)，二尖瓣环周长分别为8.45±0.87cm和 7.67±1.03cm(P<0.01)，二尖瓣环面积分别为5.12±0.88cm2和4.51±0.97c m2(P<0.01)。
乙组应用硬质二尖瓣成形环者从左心房向左心室方向观察二尖瓣环被强制变为“D”形(图2 右)，在舒张末期和收缩末期，二尖瓣环横径分别为2.58±0.45cm和2.51±0.58cm，而二尖瓣环前后径分别为1.80±0.15cm和1.77±0 .13cm，二尖瓣环周长分别为8.67±1.15cm和8.44±0.93cm，二尖瓣环面积分别为4.6 8±0.84cm2和4.43±1.16cm2，均无显著性差异(P>0.05)。
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图2 软质(左图)和硬质(右图)人工二尖瓣环成形术后二尖瓣口形状比较(从左房向左室观察)。
示硬质人工二尖瓣成形术后二尖瓣环被强制成“D”形，而软质二尖瓣环成形术后二 尖瓣环仍似椭圆形
表1 二尖瓣修复术后二尖瓣环各参数的变化
横径(cm)
前后径(cm)
周长(cm)
面积( cm2)
硬环组
收缩末期
舒张末期
, 百拇医药
2.51±0.58
2.58±0.45
1.77±0.13
1.80±0.15
8.44±0.93
8.67±1.15
4.43±1.16
4.68 ±0.84
软环组
收缩末期
舒张末期
2.41±0.28
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2.45±0.34
1.85±0 .13
2.09±0.19*
7.67±1.03
8.45±0.87*
4.51±0.97
5.12±0 .88*
*舒张末期与收缩末期比P<0.01讨 论
新近研究认为〔4〕，人体二尖瓣环是一个由两个纤维三角和各向后发出的纤维索以 及两个纤维三角腹侧主动脉瓣下跨的一部分组成的环，呈一非平面的“马鞍形”结构，即从 左心房向左心室方向观察为近似椭圆形状态，而从侧面观察呈近似弧形状态〔5〕， 而且随着心动周期在三维空间中发生形态和大小的变化，收缩末期二尖瓣环面积最小，而舒 张末期最大，即具有括约肌样功能。在正常二尖瓣环，随着心脏负荷状态的不同，这种变化 率达20～35%〔6〕。
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本研究观察到应用硬质二尖瓣环行二尖瓣修复术后，不但人体二尖瓣环被强制成与人工成形 环形态相似的“D”形，破坏了生理性的二尖瓣环形态，而且二尖瓣环的口径保持相对固定 ，二尖瓣口面积失去了周期性的变化。而应用软质二尖瓣环后，从左心房向左心室方向观察 二尖瓣环仍呈近似椭圆形状态，并且随着心动周期发生周期性变化，该变化与人体生理性周 期变化相一致，说明软质人工二尖瓣成形环不改变二尖瓣环原有的形态，可维持人体二尖瓣 环的生理功能。这主要与软质二尖瓣环质地柔软、无弯曲应力这一力学特性有关〔7〕 。
以上研究表明，新型软质人工二尖瓣成形环符合人体的生理性状况，应用其进行二尖瓣修复 术效果满意，而且取材便利，制作简单。本研究为新型软质人工二尖瓣成形环的进一步临床 推广应用提供了理论依据。
本研究获得卫生部科研基金资助
参考文献1 Ren JF,Aksut S,Lighty GW,Jr,et al.Mitral valve repair is superior to valve replacement for the early,preservation of cardiac function:Relation of ven tricular geometry to function.Am Heart J,1996,131:974～981
, 百拇医药
2 Goldman ME,Mora F,Fuster V,et al.Mitral valvuloplasty is superior to valve re placement for preservation of left ventricular function:An intraoperative two-d imensional echocardiographic study.J Am Coll Cardiol,1987,10:568～575
3 王敏生，王春生，陈海泉，等。经食道超声监测引导行瓣膜修复治疗二尖瓣关闭不全。 中华胸心血管外科杂志，1994，10：146～147
4 陈海泉，沈学东，王敏生，等。心脏二尖瓣环立体形态的研究。解剖学杂志，1994，17 ：203～205
5 沈学东，王敏生，陈海泉，等。从二尖瓣三维形态学特征的超声心动图研究及其在二尖 瓣成形术中的意义。上海医学，1993，16：625～628
6 Agata AD,Taams MA,Fioretti PM,et al.Cosgrove-Edwards mitral ring dynamics me asured with transesophageal three-dimensional echocardiography.Ann Thorac Surg 1998,65:485～490
7 张 鹏，洪 涛，沈学东，等。二尖瓣修复术后心脏支架和瓣口血流方向的研究。中国 超声医学杂志1999，15(2)：96～98
(1998-12-28收稿，1999-01-26修回), 百拇医药
单位：200032 上海医科大学中山医院，上海市心血管病研究所
关键词：经食管超声心动图；人工二尖瓣环成形术；体元模型三维超声重建；二尖瓣环
中国超声医学杂志9900704 摘 要 目的：评价我院自行研制的新型软质人工二 尖瓣成形环的临床应用效果，为软质人工二尖瓣环的推广应用提供理论依据。方法：应用体元模型经食管动态三维超声重建技术研究了13例接受软质二尖 瓣环成形术和9例硬质二尖瓣环成形术者，术后即刻二尖瓣瓣环形态和口径的变化。结果：应用硬质环行二尖瓣修复术后，从左心房向左心室方向观察，二尖瓣 环形态被强制成与硬质环相似的“D”形，且二尖瓣环口径固定，在舒张末期和收缩末期二 尖瓣环前后径分别为1.80±0.15cm和1.77±0.13cm(P>0.05)，二尖瓣环面积和周 长均无显著性变化(P>0.05)；而应用软质环后，二尖瓣环仍呈椭圆形，在舒张末期和 收缩末期二尖瓣前后径分别为2.09±0.19cm和1.85±0.13cm(P<0.01)，且其面积 和周长均发生符合生理状态的周期性显著变化(P<0.01)。结论：应用软质二尖瓣成形环可维持人体二尖瓣环生理性的形态和功能。
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A Study on the Shape of Mitral Annulus after Mitral Annuloplasty
by Three-dimensional Echocardiographic Reconstruction
Zhang Peng,Shen Xuedong,Wang Minsheng,et al
Shanghai Institute of Cardiovascular Diseases,Zhongshan Hospital of
Shanghai Me dical University,Shanghai 200032
ABSTRACT Objective:In order to offer a theoretic bas is to the extending clinical application of prosthetic flexible ring,we used thr ee-dimensional transesophageal echocardiography to assess the function in vivo of mitral valve annuloplasty rings.Methods：Twenty-Two patients with mitral annuloplasty wer e studied by transesophageal three-dimensional echocardiography,including 14 pat ients with prosthetic flexible rings and 9 patients with rigid rings.Results:In patients with rigid rings,the mitral annuli were fo rced to "D-like"shape as the same as the shape of the prosthetic ring.There is no significant changes in anterior-posterior dimension and the orifice area of mitral annulus(P>0.05)；while in patients with flexible rings,the mitral a nnuli maintain the oval shape,and the anterior-posterior dimension and the orif i ce area of mitral annulus change significantly with the heart cycle(P<0.01 )，identical with the normal.Conclusion:Prosthetic flexible ring allows systolic-diastolic variation of both the shape and area of valve orifice,mimicking the normal dyna mics of the mitral annulus.
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KEY WORDS Transesophageal echocardiography Prosthetic mitral ring Three-dimensional echocardiographic reconstruction Mitral annulus
二尖瓣脱垂伴关闭不全最主要的治疗方法是二尖瓣替换术和二尖瓣修复术，后者由于保 留了自身瓣膜及瓣下结构，因而对心脏功能的维持和恢复优于二尖瓣替换术〔1，2〕 ，而且术后无需终生抗凝，避免了抗凝并发症的发生。应用人工二尖瓣成形环行二尖瓣环 成形术是二尖瓣修复术的主要组成部分。传统应用的人工二尖瓣成形环多是硬质环，基于对 人体二尖瓣形态的研究，我院自行研制应用了一种新型软质人工二尖瓣成形环〔3〕 。我们应用动态三维超声成像技术研究了二尖瓣修复术后即刻两种人工瓣环对人体二尖瓣环生理形态的影响，为新型软质人工二尖瓣成 形环的临床推广应用提供理论依据。
资料与方法
, 百拇医药
1、研究对象
1995年5月至1998年12月因二尖瓣关闭不全行二尖瓣修复术的23例患者，男性17例，女性6 例，年龄15～64(平均37.4±13.9)岁。根据植入人工二尖瓣成形环的类型不同随机分为二 组，甲组为软质人工二尖瓣环组，共14例，术前彩色血流显像示重度二尖瓣返流13例，中度 返流1例，软质人工二尖瓣成形环是本院自行应用医用涤纶材料制成的不同口径的闭合形环( 图1左)，质地柔软；乙组应用国产G-K硬质人工瓣环(图1右)，共9例，术前彩色血流显像示 重度二尖瓣返流7例，中度返流2例。
图1 人工二尖瓣成形环。左图为我院自制的软质人工二尖瓣环外形，右图为G-K硬 质人工二尖瓣环外形
2、手术方法
所有手术均在经食管超声监测下进行，采用美国HP Sonos 2500型多功能心脏 超声诊断仪和5MHz多平面经食管探头。手术时，先进行二尖瓣叶和/或瓣下结构修复，包括 楔型切除脱垂部分瓣叶或断裂的腱索及其所辖瓣叶部分，然后对位缝合瓣叶切缘，用测瓣器 测量二尖瓣口大小，按照瓣环扩大造成瓣叶面积相对不足的实际情况，选取适当尺码的人工 二尖瓣环，将其与人体二尖瓣环对应缝合固定。心脏复跳后应用经食管超声及时检测修复效 果，至无或仅轻度以下返流为止。应用二种成形环的手术方法基本一致。
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3、三维重建
应用德国TOMTEC公司的Echo-ScanTm计算机工作站进行三维重建。术后即刻先进行经 食管二维超声检查，以手动方式将换能器从0～180度旋转，观察需要重建的二尖瓣结构是否 包括在图像采集范围内，然后进行采样，设置呼气末期采集的每帧图像R-R间期之差不超过 80ms，每帧图像间步进角度为1.8度。所有被采集的图像均以数字化形式储存在计算机中， 经处理以与心电图同步的动态三维形式显示在荧光屏上，通过调节心脏在α、β、和平行 方向上的位置，建立从左心房向左心室方向观测的最佳视角，使二尖瓣环完整地显示出来。 重点观测以下项目。
(1).人工二尖瓣环显像效果及其形态：
(2).心脏舒张末期(二尖瓣叶刚关闭前一帧图像)和收缩末期(二尖瓣叶刚开放前一帧图像) 二尖瓣环横径(二尖瓣二交界间距离)和前后径；
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(3).心脏舒张末期和收缩末期二尖瓣环周长；
(4).心脏舒张末期和收缩末期二尖瓣环内面积。
结 果
所有病例二尖瓣环均显像清晰、可辨。甲组应用软质二尖瓣成形环者从左心房向左心室观察 二尖瓣环仍为椭圆形(图2左)，各参数的变化如表1所示：在舒张末期和收缩末期，二尖瓣环 横径分别为2.45±0.34cm和2.41±0.28cm(P>0.05)，而二尖瓣环前后径分别为2 .09±0.19cm和1.85±0.13cm(P<0.01)，二尖瓣环周长分别为8.45±0.87cm和 7.67±1.03cm(P<0.01)，二尖瓣环面积分别为5.12±0.88cm2和4.51±0.97c m2(P<0.01)。
乙组应用硬质二尖瓣成形环者从左心房向左心室方向观察二尖瓣环被强制变为“D”形(图2 右)，在舒张末期和收缩末期，二尖瓣环横径分别为2.58±0.45cm和2.51±0.58cm，而二尖瓣环前后径分别为1.80±0.15cm和1.77±0 .13cm，二尖瓣环周长分别为8.67±1.15cm和8.44±0.93cm，二尖瓣环面积分别为4.6 8±0.84cm2和4.43±1.16cm2，均无显著性差异(P>0.05)。
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图2 软质(左图)和硬质(右图)人工二尖瓣环成形术后二尖瓣口形状比较(从左房向左室观察)。
示硬质人工二尖瓣成形术后二尖瓣环被强制成“D”形，而软质二尖瓣环成形术后二 尖瓣环仍似椭圆形
表1 二尖瓣修复术后二尖瓣环各参数的变化
横径(cm)
前后径(cm)
周长(cm)
面积( cm2)
硬环组
收缩末期
舒张末期
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2.51±0.58
2.58±0.45
1.77±0.13
1.80±0.15
8.44±0.93
8.67±1.15
4.43±1.16
4.68 ±0.84
软环组
收缩末期
舒张末期
2.41±0.28
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2.45±0.34
1.85±0 .13
2.09±0.19*
7.67±1.03
8.45±0.87*
4.51±0.97
5.12±0 .88*
*舒张末期与收缩末期比P<0.01讨 论
新近研究认为〔4〕，人体二尖瓣环是一个由两个纤维三角和各向后发出的纤维索以 及两个纤维三角腹侧主动脉瓣下跨的一部分组成的环，呈一非平面的“马鞍形”结构，即从 左心房向左心室方向观察为近似椭圆形状态，而从侧面观察呈近似弧形状态〔5〕， 而且随着心动周期在三维空间中发生形态和大小的变化，收缩末期二尖瓣环面积最小，而舒 张末期最大，即具有括约肌样功能。在正常二尖瓣环，随着心脏负荷状态的不同，这种变化 率达20～35%〔6〕。
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本研究观察到应用硬质二尖瓣环行二尖瓣修复术后，不但人体二尖瓣环被强制成与人工成形 环形态相似的“D”形，破坏了生理性的二尖瓣环形态，而且二尖瓣环的口径保持相对固定 ，二尖瓣口面积失去了周期性的变化。而应用软质二尖瓣环后，从左心房向左心室方向观察 二尖瓣环仍呈近似椭圆形状态，并且随着心动周期发生周期性变化，该变化与人体生理性周 期变化相一致，说明软质人工二尖瓣成形环不改变二尖瓣环原有的形态，可维持人体二尖瓣 环的生理功能。这主要与软质二尖瓣环质地柔软、无弯曲应力这一力学特性有关〔7〕 。
以上研究表明，新型软质人工二尖瓣成形环符合人体的生理性状况，应用其进行二尖瓣修复 术效果满意，而且取材便利，制作简单。本研究为新型软质人工二尖瓣成形环的进一步临床 推广应用提供了理论依据。
本研究获得卫生部科研基金资助
参考文献1 Ren JF,Aksut S,Lighty GW,Jr,et al.Mitral valve repair is superior to valve replacement for the early,preservation of cardiac function:Relation of ven tricular geometry to function.Am Heart J,1996,131:974～981
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2 Goldman ME,Mora F,Fuster V,et al.Mitral valvuloplasty is superior to valve re placement for preservation of left ventricular function:An intraoperative two-d imensional echocardiographic study.J Am Coll Cardiol,1987,10:568～575
3 王敏生，王春生，陈海泉，等。经食道超声监测引导行瓣膜修复治疗二尖瓣关闭不全。 中华胸心血管外科杂志，1994，10：146～147
4 陈海泉，沈学东，王敏生，等。心脏二尖瓣环立体形态的研究。解剖学杂志，1994，17 ：203～205
5 沈学东，王敏生，陈海泉，等。从二尖瓣三维形态学特征的超声心动图研究及其在二尖 瓣成形术中的意义。上海医学，1993，16：625～628
6 Agata AD,Taams MA,Fioretti PM,et al.Cosgrove-Edwards mitral ring dynamics me asured with transesophageal three-dimensional echocardiography.Ann Thorac Surg 1998,65:485～490
7 张 鹏，洪 涛，沈学东，等。二尖瓣修复术后心脏支架和瓣口血流方向的研究。中国 超声医学杂志1999，15(2)：96～98
(1998-12-28收稿，1999-01-26修回), 百拇医药